JPH06280564A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】暖機速度を向上させることができ、したがって
暖機中のエミッション性能を改善する。 【構成】冷間時においては大部分の冷却水は冷却水はシ
リンダブロックのリヤ側の吸気側に設けられた冷却水出
口２０、２１から排出され、冷却水通路７を介してサー
モバルブ６導入される。上下方向に関し、各気筒を挟む
位置で上方に流れる経路２２、２３が設けられており、
シリンダブロック２に導入された冷却水の一部はこの経
路２２、２３に沿って上昇し、シリンダブロック２から
シリンダヘッド３に流入する。排気側の経路１８の流量
が吸気側の経路１１９の流量よりも支配的になる。そし
てシリンダヘッド３において冷却水出口２４、２５が各
バンクの吸気側のフロント側に１つづつ設けられている
のでシリンダブロック３からそれぞれの経路２２、２３
を介してシリンダヘッド３に流入した冷却水は吸気側の
それぞれのバンクの上記出口２４、２５に集まり排出さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの冷却装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】冷間始動時において暖機効率を良くして
エンジンのエミッションの問題を極力抑制するためには
シリンダヘッドを先ず暖機することが望ましい。このた
めにはエンジン冷却水の循環を抑制してシリンダヘッド
を集中的に暖機することがエミッションの面で効果的で
あることが知られている。

【０００３】このような冷却装置の例はたとえば、特公
昭６４−５７３号公報に開示されている。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかし、従来の装置は暖機速
度が必ずしも満足の行くものではなく、したがって暖機
運転中のエミッション性能において不満が残るものであ
った。したがって本発明の目的は暖機速度を向上させる
ことができ、したがって暖機中のエミッション性能を改
善することができるエンジンの冷却装置を提供するこを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のエンジンの冷却
装置は上記の目的を達成するために構成されたもので以
下の構成を有する。すなわち本発明のエンジンの冷却装
置は、シリンダヘッドに冷却水を循環させるシリンダヘ
ッド冷却手段と、シリンダブロックに冷却水を循環させ
るシリンダブロック冷却手段と、少なくとも暖機運転時
には前記シリンダヘッド冷却手段への冷却水の循環量を
減少させる減少手段と、シリンダブロックへの冷却水の
導入を排気側から導入するシリンダブロック冷却水導入
手段と、シリンダブロックからの冷却水の排出を吸気側
から行うシリンダブロック冷却水排出手段と、シリンダ
ヘッド冷却手段からの冷却水の排出をを吸気側から行う
シリンダヘッド冷却水排出手段とを備えたことを特徴と
する。

【０００６】好ましい態様では、前記減少手段はシリン
ダヘッドから排出される冷却水温度に感応し、該シリン
ダヘッドからの冷却水温度が所定値より低いとき前記冷
却水の通過を制限するサーモバルブで構成される。さら
に好ましくは、シリンダブロックから排出された冷却水
の通路とシリンダヘッドから排出された冷却水の通路と
の合流点の下流側に暖房用ヒータへの熱源を取り出す熱
交換器が配置される。

【０００７】

【作用】本発明によれば、冷間運転時の始動直後におい
ては、シリンダヘッドを効果的に暖機するために冷却水
の循環を極力抑えるようにする。この場合、エンジンの
排気側と吸気側では、高温の排気が流通する排気側が吸
気側に比して早く温度が上昇する。本発明によれば、冷
却水はまずシリンダブロックの温度の高い排気側から導
入され排気側を循環する。これによって、排気側を温度
勾配を緩和しつつ冷却する一方で、シリンダブロックの
排気側部分の熱を吸収して比較的急速に温度が上昇す
る。この冷却水はつぎに、シリンダブロックの吸気側に
循環して吸気側の温度を均一化して上昇させるように作
用した後シリンダブロックから排出される。

【０００８】また、シリンダブロックの排気側に導入さ
れた冷却水の一部は、シリンダブロックからシリンダヘ
ッドの主として排気側に導入される。そして、シリンダ
ヘッドの排気側の熱を奪って吸気側に循環し、吸気側の
温度の均一化を促進しつつ温度を上昇させる。その後、
吸気側に設けられた出口から排出される。このようにエ
ンジンの点火にる熱的影響を最も大きく受ける排気側に
冷却水を導入し吸気側から排出するようにしたので、排
気側の冷却効果と吸気側の暖機効果との両方を効率良く
得ることができる。

【０００９】シリンダブロックからシリンダヘッドへの
循環量の調整は、シリンダヘッドの出口側に連結された
シリンダヘッドからの冷却水温度に感応するサーモバル
ブにの通過量を調整することによって行われる。

【００１０】

【実施例】以下、添附の図面に基づいて本発明の実施例
を説明する。図１を参照すると本発明の１実施例にかか
るエンジンの冷却装置の全体概略図が示されている。本
例のエンジン１はシリンダブロック２とこの上部に取付
けられるシリンダヘッド３とを備えている。シリンダブ
ロック２の前端面の下端部には、冷却水をシリンダブロ
ック２に送り込むウォータポンプ４が取付られる。シリ
ンダブロック２の冷却水通路の出口は、シリンダブロッ
ク２の後端面の上部に設けられている。シリンダブロッ
ク２の内部の冷却水通路は、シリンダヘッド３の内部の
冷却水通路に連通しており、シリンダヘッド３の冷却水
通路の出口は、シリンダヘッドの前端面に設けられる。
このシリンダヘッド３からの冷却水通路５はサーモバル
ブ６に接続されている。また、このサーモバルブ６に
は、シリンダブロック２の出口側から延びる冷却水通路
７も接続されている。さらに、本例に係る冷却装置は、
車両の前端部に設けられ冷却水と空気との熱交換をおこ
なって冷却水の温度を下げるラジエータ８を備えてい
る。ラジエータ８の冷却水入口側はシリンダブロック２
及びシリンダヘッド３の出口側の冷却水通路７に接続さ
れたサーモバルブ６に冷却水通路１０を介して接続され
ている。

【００１１】また、ラジエータ８の出口側はサーモバル
ブ１１を介して冷却水通路１２によりウォータポンプ４
のサクション側に接続されている。また、サーモバルブ
６の出口側の冷却水通路１３はサーモバルブ１１に接続
されており、これによってラジエータ８をバイパスする
冷却水循環系が構成される。さらにこの冷却水通路１３
から分岐した冷却水通路１４が設けられており、この冷
却水通路１４には暖房用のヒータの熱源としての熱交換
器１５を介してサーモバルブ１１に接続されている。

【００１２】以下冷却水の流れについて説明する。サー
モバルブ６はシリンダヘッド出口側冷却水通路５からの
冷却水温度に感応して該冷却水通路５からのラジエータ
バイパス冷却水通路１３への冷却水量を調整する。ま
た、サーモバルブ１１はラジエータ８からウォータポン
プへの冷却水導入量を調節するようになっている。すな
わち、ラジエータバイパス循環量とラジエータ経由循環
量との比を調節することになる。

【００１３】冷間運転状態の始動直後においては、冷却
水温度が低いので、シリンダヘッドを効果的に暖機する
ために冷却水の循環を極力シリンダヘッドに限定して循
環させるようにして早期に冷却水温度を上昇させるよう
にする。このため、サーモバルブ６の開度は最小になっ
ており、シリンダヘッド出口冷却水通路５への冷却水流
量を極めて少量確保するようになっている。完全に停止
すると局部的に温度が上昇してエンジンの熱応力が不当
に高くなる一方で、全体の均一温度上昇ができず、エミ
ッション性能の改善も図れなくなるからである。

【００１４】このとき、サーモバルブ１１はラジエータ
８からウォータポンプ４への流れを停止するように冷却
水通路１２とウォータポンプ４との連通を遮断してい
る。したがって、ウォータポンプ４からの冷却水はラジ
エータをバイパスして循環するとともに、シリンダヘッ
ドへに循環量は最小にされている。図２には、ウォータ
ポンプ４からの冷却水がエンジンのシリンダブロック及
びシリンダヘッド３をどの様に循環して排出されるかが
示されている。冷却水通路１２は、シリンダブロック２
のフロント側の端面の排気側から導入される。本例のエ
ンジンはＶ型６気筒エンジンであり冷却水通路１２は、
ウォータポンプ４の出口で２つに分岐する。したがって
ウォータポンプからの冷却水は各バンクの排気側のそれ
ぞれの入口１６、１７から導入される。図２(a) 及び
(d) に示すようにシリンダブロック２に導入された冷却
水は平面的に図２(a) に示すように二つの流通経路１
８、１９に分岐するすなわちシリンダの列方向に流れる
経路と幅方向に流れる経路とに分岐する。そして、冷間
時においては大部分の冷却水は冷却水はシリンダブロッ
クのリヤ側の吸気側に設けられた冷却水出口２０、２１
から排出され、冷却水通路７を介してサーモバルブ６導
入される。ここで排気側という意味はエンジンの前後の
端面においてシリンダボアの中心よりも排気ポート側に
オフセットした位置という意味であり、吸気側という意
味は排気ポート側にオフセットした位置という意味であ
る。

【００１５】また図２(a) に合わせて図２(d) を参照す
れば上下方向に関し、各気筒を挟む位置で上方に流れる
経路２２、２３が設けられており、シリンダブロック２
に導入された冷却水の一部はこの経路２２、２３に沿っ
て上昇し、シリンダブロック２からシリンダヘッド３に
流入する。この場合、シリンダブロック２への冷却水入
口１６、１７が排気側に設けられているので、排気側の
経路１８の流量が吸気側の経路１１９の流量よりも支配
的になる。そしてシリンダヘッド３において冷却水出口
２４、２５が各バンクの吸気側のフロント側に１つづつ
設けられているのでシリンダブロック３からそれぞれの
経路２２、２３を介してシリンダヘッド３に流入した冷
却水は吸気側のそれぞれのバンクの上記出口２４、２５
に集まり排出される。このように冷間運転時においては
冷却水は排気側から導入され、吸気側から排出されるの
で、冷却水はまずエンジン燃焼によって最も熱的影響の
大きい排気側の部分と熱交換するので効果的に熱交換が
生じる。この後冷却水は、吸気側に流通して温度の低い
吸気側の早期温度上昇に貢献する。このようにしてシリ
ンダヘッド全体の温度上昇が効果的に進行する。

【００１６】この状態で、シリンダヘッドを流出する冷
却水温度が上昇するとサーモバルブの開度が大きくな
り、冷却水通路５から冷却水通路１３に流入する量が増
大する。これによって、冷却水温度が上昇するとともに
シリンダヘッドを循環する流量が増大する。冷却水通路
１３のバイパス通路として熱交換器１５を備えた冷却水
通路１４が設けられ、シリンダヘッド３からの冷却水の
熱を回収して暖房用に使用するようになってい。シリン
ダヘッド３からの冷却水の温度はエンジンの始動後比較
的早期に温度が上昇するので、効果的に暖房を行うこと
ができる。

【００１７】また、暖機が完了した際には、サーモバル
ブ１１が開き、冷却水通路１２の流通量が増大し、ラジ
エータ循環冷却水量が増大する。図３を参照すると本発
明の別の実施例に係る冷却装置が開示されている。本例
の構成では、シリンダブロック２のリヤ側に端部に邪魔
板２６、２７が設けられておりこれによってシリンダブ
ロックにおける排気側から吸気側への流通が制限される
ようになっている。この結果、排気側に導入された冷却
水は、吸気側への通り抜けを制約されながら出口に流通
する。このため、シリンダヘッドの排気側に流通する冷
却水量が増大するので、シリンダヘッドの排気側の冷却
効果を強めることができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、排気側と吸気側の熱影
響を考慮して冷却水通路を構成したのでエンジンの温度
上昇を均一かつ効果的に上昇させることができる。この
結果早期暖機を達成することができるとともに、エミッ
ション性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係るエンジンの冷却装置の
全体概略図、

【図２】本発明の１実施例に係るエンジンの冷却装置の
エンジン内部の冷却水の流れの経路を示す概略図、

【図３】本発明の他の実施例にかかるエンジンの冷却装
置のエンジン内の冷却水の流れの経路を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ エンジン、２ シリンダブロック、３ シリンダヘ
ッド、４ ウォータポンプ、５、７、１０、１２、１
３、１４ 冷却水通路、６、１１ サーモバルブ、８
ラジエータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドに冷却水を循環させるシリ
   ンダヘッド冷却手段と、シリンダブロックに冷却水を循
   環させるシリンダブロック冷却手段と、少なくとも暖機
   運転時には前記シリンダヘッド冷却手段への冷却水の循
   環量を減少させる減少手段と、シリンダブロックへの冷
   却水の導入を排気側から導入するシリンダブロック冷却
   水導入手段と、シリンダブロックからの冷却水の排出を
   吸気側から行うシリンダブロック冷却水排出手段と、シ
   リンダヘッド冷却手段からの冷却水の排出をを吸気側か
   ら行うシリンダヘッド冷却水排出手段とを備えたことを
   特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 【請求項２】請求項１において前記減少手段がシリンダ
   ヘッドから排出される冷却水温度に感応し、該シリンダ
   ヘッドからの冷却水温度が所定値より低いとき前記冷却
   水の通過を制限するサーモバルブであることを特徴とす
   るエンジンの冷却装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２においてシリンダ
   ブロックから排出された冷却水の通路とシリンダヘッド
   から排出された冷却水の通路との合流点の下流側に暖房
   用ヒータへの熱源を取り出す熱交換器を配置したことを
   特徴とするエンジンの冷却装置。